反应堆辐照后聚氨酯材料的性能和结构变化

  反应堆辐照后聚氨酯材料的性能和结构变化_能源/化工_工程科技_专业资料。聚氨酯具有许多优异性能,如耐磨损、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、与其他材质黏结性好、高弹性和吸震能力强等。该课题完成了聚氨酯支撑材料的堆照实验,在残余放射性达到自然本底后取出聚氨酯材料,对聚氨酯材料进行气相色谱(GC)、动态力学性能(DMA)、压缩性能和正电子湮没(PAL)等分析研究,探讨了聚氨酯材料的性能和结构变化规律。

  材 料 19 7 性拟合( 2,由拟合直线的斜率,可求得铪吸氘反应表观活化能为(1. - 5k/ o。 图 ) 一0 4 . J l 11 ) m t / s 图 1 铪一 反应 p 曲线 铪— 氘反应 lk与 l 关 系 曲线 na 铪、钛虽然是同族金属,但它们的吸氘反应动力学表现 出较大的差异 :反应速率常数随温度的变化趋 势 相 反 ,表观 活化 能相差很 大 。造 成这 ~现 象 的原 因在 于二者 反应 机理 不 同 。黄 刚等 认 为在相 同的吸氘条 件 下 ,氘 化 反应 的速率 控制 步骤 是氘在 金属 或 合金 中 的固溶 过程 。因此 ,钛 吸氘 的动 力学 过程 中可 能有两 种机制,即扩散控制机制和表面控制机制。由于 已对样品钛进行了除气和活化,样 品表面 自 然氧化层基本 被还原,所 以认为在 83 1 2 2~ 3K,氘穿过钛表面氧化层不是吸氘的速率控制步骤,而扩散控制机制适用 0 于钛 的吸 氘动 力学 。 从相图上看 ,在 83 1 2 2~ 3K,钛吸氘反应为 0 而吸氘速率提高。而在 53 8 3 7~ 7 K,铪吸氘反应为 相变过程,温度升高,固溶和相变区间均缩短 ,从 目 变过程,其吸氘反应速率随温度升高而降低,表 观活化能为负值 , 可能基于以下两个原因: 一是因为铪与氘的反应为可逆反应 , 5 3 83 在 7 ~ 7 K温度 区间氘 化物发生了相变 ,逆反应速率增大 的趋势大 于正反应速率增大趋势,即反应速率受相变控制;二是与测试 装置维持真空的能力不足有关,这种情况下,随温度升高,样 品表面状态发生变化,氧化过程大于活性位 形成 过程 ,导致速 率 常数 变小 。 86 反应堆辐照后聚氨酯材料 的性 能和结构 变化 . 黄 玮 熊 洁 高小铃 聚氨酯具有许多优异性能,如耐磨损、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、与其他材质黏结性好、高弹性和 吸震能力强等。 该课题完成 了聚氨酯支撑材料 的堆照实验 , 在残余放射性达到 自然本底后取出聚氨酯材料, 对聚氨酯材料进行气相色谱( C 、动态力学性能( MA 、压缩性能和正电子湮没6 L等分析研 究,探讨 G ) D ) ' ) A 了聚氨酯材料的性能和结构变化规律 。 结 果表 明:随着 中子注 量 的增 大 ,生 成 的气 体 小分 子增 多 ,其 中 以 C 2 O 的生成 量 为最 高 ,它源 于聚氨 酯材料主链的断裂,直接反映了材料被中子辐照后的损伤程度。 压缩性能是衡量支撑材料力学性能的重要指标。聚氨酯经低中子注量辐照后其压缩模量 、强度随之增 大 ,当中子注量在 3 x 0 m . 1c 时达到最大值 ,之后随中子注量的进一步增大其强度开始呈下降趋势,同 5 时脆 性 增大 。 聚氨酯的动态力学性能与其形态 结构关系密切 ,破坏硬段的规整性有利 于增加软硬段之间的相互作 用,提高材料的相容性。辐照过程中由于硬段相区和软段相区的相容性发生变化,导致两相 的相互作用程 度不 同, 从而引起 t 碑 的形状和在动态力学谱 中的位置有所变化( 图 1。 a n 见 ) 空气中辐照样的贮存模量先是 上升 ,中子注量在 3  ̄ 0 m . 1c 时达到最大值,之后开始下降;而经相 同中子注量辐照后的惰性气氛 中样 5 品的贮存模量变化不大 ,比空气气氛 中样 品的贮存模量变化都低。 10 中国工程物理研 究院科技年报 8 面 雉 温 度/ ℃ ()未辐 照 样品 a ()中子注 量为 87 1“c 的辐照 样 b . ̄0 r r 图 l 聚醚 聚氨酯 材料 的动 态力 学性 能 曲线 聚氨酯 中 的长 寿命 组分 随 中子注量 的变化 规律 为: 在不 同气 氛 中 码随中子注量 的变 化趋势 是相近 的 , 空气 气氛 中的辐 照样 勺较惰 性气 氛 中辐 照样 品 略 高一 些 。 由于 随中子注 量 的变化 较小 , 在 1 7 1- 仅 . x 0 6 ~ 1 3 l S波 动 ,因此 聚氨酯 中的孔洞尺 寸大 小是相 当 的。而辐 照样 的长寿 命组分 相对强度 厶先 随 中子 . x0 7 注量的增大而增大 ,之后又有所下降,最后趋于平稳。低 中子注量作用时,由于聚氨酯材料中链段的滑移 扩散产生大量 的空穴,因而 自由体积增大,随着中子注量的增加,材料内部的缺陷减少,自由体积也相应 减少 ,交联度 提 高 。 87 镍 基高温合金热机械疲 劳应 力的中子衍射 . 孙光爱 陈 波 中子衍射法能够在不破坏样品的条件下准确地获取材料的应力状态,已用于测量某些单质单晶体的应 力状 态 ,但 用于 具有 两相 结构 的镍基 单 晶高温 合金 的研 究工作 还 很少 。沉淀 强化 的镍 基单 晶高温 合金 主要 包括两个共格合金相 ,一相为面心立方( c结构的Y f) c 基体 相 ,另一相为均匀镶嵌在谨 体中的立方L2 l 结构的 沉淀 强化相 。 实验采用 Bi m n定 向凝 固法沿[ 1 rg a d O ] O 方向生长制备 的镍基单晶高温合金棒材。热疲劳实验加载外力的方向为 轴 向, 也就是 (O) 向, O 1方 周期 为 20S 温 度 为 4 0, 0℃ , 0, 5- 0 - 9 外 力为 0 7 0 I P 。疲 劳处 理次数 分别 为 2 ,5 ,10和  ̄ 0 Ia V 5 0 0 10次, 5 样品经 2 3 0 次循环时发生断裂。 实验 中子波长选择 为 016n . m,测 量 点在样 品 的中心 位置 。为 了获得 准确 的 3 计算 结果 ,在 实验 中对 每个 样 品收集 了两 组 2 近 的高 角 缃


巴黎人blr886MORE +
推荐产品
  • 中国石化2020年度通用

    中国石化2020年度通用

  • 轩诚 J41H-Y锻钢自密封

    轩诚 J41H-Y锻钢自密封

  • 反应堆辐照后聚氨酯

    反应堆辐照后聚氨酯

  • 中核集团实现反应堆

    中核集团实现反应堆

  • 美国研制耐辐照钨合

    美国研制耐辐照钨合